Di pabrik pulp dan kertas, uap bertekanan 300–1500+ psig harus hampir bebas kontaminan. Turbin modern menuntut kemurnian uap hingga level ppb—dan hanya desain drum uap yang benar plus pemantauan online ketat yang bisa menjaganya.
Ketika uap menggerakkan turbin, toleransi kesalahan menyusut ke hitungan bagian‑per‑miliar (ppb, parts per billion). Pabrik pulp dan kertas mengoperasikan uap pada 300–1500+ psig (psig: satuan tekanan relatif terhadap atmosfer) untuk turbin dan proses—dan turbin efisiensi tinggi menuntut uap “ultra‑murni”, praktis tanpa droplet cair atau kontaminan terlarut. Begitu air boiler terbawa (carryover), garam terlarut ikut masuk ke superheater dan turbin, lalu mengendap di bilah dan katup.
Dampaknya cepat terasa. Veolia’s water handbook mencatat deposit bisa memangkas output sekitar 5% dan efisiensi sekitar 5% (bahkan kehilangan kapasitas hingga 20%) (www.watertechnologies.com). Kasus terburuk—“slug” air boiler—dapat memicu kejut termal yang merusak komponen turbin. Karena itu, operator secara praktis membidik TDS carryover sangat rendah, pada kisaran 10–30 ppb padatan untuk sistem 300–1500 psig (www.watertechnologies.com), setara kewajiban menghilangkan sekitar 99,97% air sirkulasi dari setiap pon uap (www.watertechnologies.com).
Literatur keandalan menegaskan risikonya: “contaminated steam is one of the prime causes of forced and extended maintenance outages and increases maintenance costs” (studylib.net). Pedoman pemantauan juga mensyaratkan ketatnya batas: konduktivitas kationik <0,2 µS/cm, natrium <2 ppb, silika <10 ppb (www.chemengonline.com). Dan peringatan paling tajam datang dari Jonáš dan Machemer: hanya “beberapa jam” kimia uap buruk sudah cukup menumbuhkan deposit di bilah yang lalu butuh “ribuan jam” operasi untuk hilang (www.scribd.com).
Baca juga:
Standar kemurnian uap dan dampaknya
Intinya sederhana: jaga uap tetap kering dan murni pada level ppb, atau bayar mahal lewat efisiensi yang rontok, korosi, kegagalan bilah, dan outage tak terencana. Target 10–30 ppb padatan di uap turbin 300–1500 psig dan CACE (cation conductivity, konduktivitas setelah penukar kation) <0,2 µS/cm adalah garis pertahanan praktis yang disarankan sumber industri (www.watertechnologies.com; www.chemengonline.com).
Internal drum uap: separator dan scrubber
Kemurnian dimulai dari drum uap (steam drum). Boiler water‑tube modern mengandalkan pemisahan mekanis (mechanical separation) untuk menyapu hampir seluruh droplet air dari uap. Tahap utama menggunakan separator primer—umumnya unit siklon sentrifugal atau baffle pengarah aliran—yang memisah air berdasar perbedaan densitas dan inersia. Desain siklon tangensial menginjeksikan campuran uap‑air sehingga air berputar turun di dinding drum, sementara uap kering naik (www.watertechnologies.com).
Separator primer ini menangkap sebagian besar droplet, menurunkan turbulensi dan carryunder. Karena tekanan tinggi menuntut pemisahan ekstrem, ditambahkan tahap sekunder berupa scrubber: demister pad (wire‑mesh atau corrugated‑plate) yang mengkoalesensikan mikrodroplet tersisa agar mengalir balik sebagai cairan (www.watertechnologies.com). Saat uap melintasi mesh dan vane pembalik, droplet kecil bertumbukan, membesar, lalu terdrain—menyisakan uap dengan kemurnian tinggi di atasnya.
Kombinasi siklon dan demister secara rutin menghasilkan uap >99,9% kering—secara efektif mengeliminasi ~99,97% air per pon uap (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com). Faktor desain—laju alir uap total, tekanan, geometri drum—menentukan jumlah/ukuran separator; konfigurasi tipikal memakai beberapa “cyclone can” dan satu atau lebih demister pad per drum (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com). Figure 16‑6 di Veolia menunjukkan dua separator sentrifugal diikuti scrubber plat bergelombang—susunan dua tahap yang umum (www.watertechnologies.com).
Seandainya hanya mengandalkan gravitasi, drum harus jauh lebih besar; perangkat mekanis memungkinkan drum padat dan ekonomis pada tekanan tinggi (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com).
Parameter kemurnian dan batas ppb
Ambang yang diterapkan industri dan OEM turbin mengerucut ke angka ini: CACE <0,2 µS/cm dan natrium <2 ppb di jalur uap depan turbin (www.chemengonline.com; ebrary.net). Silika juga dipantau ketat dengan target <10 ppb di uap (www.chemengonline.com). Batas‑batas ini menjaga agar lonjakan sesaat—misalnya kebocoran kondensor beberapa jam—tidak langsung menanam kontaminan yang memperpendek umur komponen.
Baca juga:
Kondensat Sterilizer Sawit: Limbah Panas yang Bisa Diubah Jadi CPO dan Penghematan Energi
Pemantauan kualitas uap daring (online)
Desain drum yang baik belum cukup tanpa pemantauan kontinu. Pabrik modern memasang analyzer uap dan moisture monitor secara terus‑menerus untuk mendeteksi penurunan kemurnian secara real time. Instrumen kunci mencakup cation conductivity/CACE (diukur setelah penukar kation—unit ion exchange) dan sodium analyzer di jalur uap masuk turbin (studylib.net). Natrium berfungsi sebagai tracer carryover garam; CACE menandai kebocoran klorida/sulfat.
Praktik industri menuntut CACE <0,2 µS/cm dan natrium <2 ppb di depan turbin (www.chemengonline.com; ebrary.net). Analyzer silika juga lazim digunakan dengan target <10 ppb (www.chemengonline.com), karena setiap carryover silika akan membentuk kerak keras di bilah. Generasi analyzer sensitivitas tinggi kini bahkan dapat memisahkan klorida dan sulfat pada resolusi ~0,1 ppb (www.chemengonline.com).
Data dipantau tren terus-menerus: memonitor baik CPD (condensate pump discharge, keluaran pompa kondensat) maupun konduktivitas makeup/feedwater mempercepat diagnosis. Skema “smart plant” EPRI mengintegrasikan banyak monitor (Na/CACE di CPD, feedwater, dll.): jika semuanya naik, indikasinya kebocoran; jika hanya satu yang melonjak, besar kemungkinan gangguan instrumen (www.chemengonline.com). Monitor kualitas uap online juga akan memicu peningkatan blowdown boiler atau shutdown bila limit dilampaui. Dalam praktik, pabrik pulp besar menjaga alarm otomatis di sekitar ambang ini untuk mencegah pitting pada bilah atau stress‑corrosion cracking di turbin.
Kombinasi praktik dan dampak ketersediaan turbin
Kombinasi standar kemurnian ketat, desain pemisah drum yang kokoh, dan pemantauan kontinu telah terbukti efektif. Konsistensi pada target 10–30 ppb kontaminan uap (serta CACE <0,2 µS/cm) praktis mengeliminasi fouling rutin turbin (www.watertechnologies.com; www.chemengonline.com). Sebaliknya, kemurnian buruk cepat menurunkan performa: seperti disebutkan, “beberapa jam” uap kotor saja bisa memantik deposit level multi‑ppm (www.scribd.com).
Investasi pada internal drum berkualitas dan instrumen pemantau—serta disiplin menjaga kadar padatan serendah itu—membantu pabrik pulp dan kertas melindungi turbin, menghindari kehilangan kapasitas 5–20% atau kerusakan bernilai jutaan dolar yang ditimbulkan carryover tak terkendali (www.watertechnologies.com; studylib.net).
Baca juga:
Mengapa Sterilizer Horizontal & Kontrol Otomatis PLC/SCADA Jadi Pilihan Utama di Pabrik Kelapa Sawit
Sumber rujukan teknis
Ringkasan ini merujuk pada referensi industri pembangkitan uap yang mapan. Veolia Water Handbook menyediakan data engineering tentang efek carryover dan desain separator (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com). Literatur teknis industri (mis. Chemical Engineering, 2019) dan studi pembangkit memberi batas kemurnian dan praktik monitoring tipikal (www.chemengonline.com; www.chemengonline.com). Laporan insurer engineering (IMIA) dan manual konsensus ASME/EPRI merekomendasikan prosedur sampling/monitoring (studylib.net; studylib.net). Temuan kunci—penurunan efisiensi, ambang ppb, dan strategi pemantauan—ditarik dari sumber‑sumber ini untuk menjelaskan praktik terbaik sistem uap di pabrik pulp dan kertas.
